توضح هذه المخطوطة كيفية استخدام مؤشر الإنتروبيا المويجات لتحليل بيانات كهربية الدماغ عالية الكثافة (إيغ) وبيانات تخطيط القلب الكهربائي (إسغ). وتبين لنا أن عدم انتظام الأنشطة الدماغية والقلبية أصبحت أكثر تنسيقا أثناء ممارسة الحد من الإجهاد القائم على الذهن.
في كل من الشرق والغرب، وتقول التعاليم التقليدية أن العقل والقلب ترتبط بطريقة أو بأخرى ارتباطا وثيقا، وخاصة أثناء الممارسة الروحية. إحدى الصعوبات في إثبات ذلك بموضوعية هي أن طبيعة أنشطة الدماغ والقلب مختلفة تماما. في هذه الورقة، نقترح منهجية تستخدم الانتروبيا المويجة لقياس مستويات الفوضى في كل من تخطيط كهربية الدماغ (إيغ) والبيانات الكهربائي (إسغ) وتظهر كيف يمكن أن تستخدم هذه لاستكشاف التنسيق المحتمل بين العقل والقلب في ظل ظروف تجريبية مختلفة . وعلاوة على ذلك، تم استخدام رسم الخرائط الإحصائية البارز (سيم) لتحديد مناطق الدماغ التي كان فيها الإنتروبيا الموجة إيغ الأكثر تضررا من الظروف التجريبية. وكمثال على ذلك، تم تسجيل التخطيط الدماغي وتخطيط القلب تحت اثنين من ظروف مختلفة (الراحة العادية والتنفس الذهن) في بداية 8 أسابيع القياسية مقرها الإجهاد الحد من الإجهاد (مبسر) دورة تدريبية (الاختبار القبلي) وبعد جأورس (بوستتست). باستخدام الطريقة المقترحة، وأظهرت النتائج باستمرار أن الكون المويجة من الدماغ إيغ انخفضت خلال حالة التنفس مبسر الذهن بالمقارنة مع ذلك خلال الدولة يستريح العين مغلقة. وبالمثل، تم العثور على الإنتروبيا المويجة أقل من هيرتريت خلال مبسر التنفس مدرك. ومع ذلك، لم يكن هناك فرق في الانتروبيا المويجة خلال مبسر التفكير الذهن بين الاختبار القبلي والبعدي. لم يلاحظ وجود ارتباط بين الانتروبيا من موجات المخ وانتروبيا من هارتريت خلال الراحة العادية في جميع المشاركين، في حين لوحظ وجود ارتباط كبير خلال مبسر التنفس الذهن. بالإضافة إلى ذلك، كانت مناطق الدماغ الأكثر ارتباطا جيدا تقع في المناطق الوسطى من الدماغ. توفر هذه الدراسة منهجية لتحديد الأدلة على أن ممارسة الذهن ( أي التفكير في التفكير) قد تزيد من التنسيق بين العقل والقلب الأنشطة.
مع التقدم في علم الأعصاب والطب 1 ، ونحن في وضع أفضل بكثير لفهم الفوائد غير الدوائية من الذهن والتأمل في الأمراض النفسية والجسدية. وقد أظهرت العديد من الدراسات أن التدريب على الإجهاد الحد من الإجهاد القائم على (مبسر) كنوع من ممارسة العقلية يمكن أن تقلل بنشاط الإجهاد لا لزوم لها في العقل والجسم 2 . خلال ممارسة التأمل، الجسم والعقل قد تصبح أكثر إنترايند. وقد جذبت هذه القضايا اهتمام كل من المجتمع الأكاديمي وعامة الناس ودفعتنا إلى تصميم منهجية لاستكشاف التنسيق المحتمل بين العقل والجسم (أو على وجه التحديد، بين الدماغ والقلب) في ظل ظروف مختلفة لتقييم تأثير من التدريب والممارسة مبسر.
عادة ما يعتبر عدم انتظام تخطيط كهربية الدماغ (إيغ) ضجيجا في تحليل طيف إيغ التقليدي، بفإنه قد يحتوي على معلومات مفيدة ويمكن قياسها عن طريق الإنتروبيا إشارة. وقد تم استخدام الكهربية المختبرية إيغ كمؤشر للظروف السريرية مثل الصرع ومرض الزهايمر والتخدير، وتشير بعض الأدلة إلى أن الإنتروبيا من إيغ قد يكون مقياسا أكثر حساسية لمراقبة حالات الدماغ من تحليل الطيف إيغ التقليدية 3 ، 4 . وقد استخدم الانتروبي منذ فترة طويلة في الديناميكا الحرارية كمؤشر لوصف الحالة الفوضوية للنظام. ومن المعروف أن موجات الدماغ التي يقاسها إيغ لنشاطهم الديناميكي بسبب شبكات الدماغ العاملة بين النظام والفوضى 5 . بين أنواع مختلفة من الانتروبيا، الكون المويجات يقدم طريقة لحساب الانتروبيا من الطاقات تحت مختلف جداول المراقبة، وهو مناسب تماما لتحليل إشارات إيغ مع ميزات متنوعة للغاية في مختلف المقاييس. للحصول على إشارة عشوائية تماما، والطاقات النسبية على مستويات القرار المختلفة ستكوننفس، وسوف الإنتروبيا تصل إلى أقصى حد لها. وبالتالي، فإن الكون المويجات بمثابة مقياس للأنشطة الفوضوية في التخطيط الدماغي ويمكن استخدامها كمؤشر للتمييز بين دول العقل المختلفة 6 .
قدمت الدراسات السابقة الكهربائي (إسغ) أدلة ثابتة للتغيرات المتعلقة بالتأمل في تقلب القلب عند مقارنة ما قبل التأمل الدول 7 . وينظم نبضات القلب من قبل الجهاز العصبي اللاإرادي (بما في ذلك متعاطفة والسمبتاوي). يتم تشكيل نغمة اللاإرادي من خلال التفاعلات بين العقدة. العقدة الصينية الأذينية. الأعصاب المبهم. وهياكل الدماغ أعلى ترتيب، مثل النخاع المستطيل، والعزل، والنظام الحوفي. هذه الهياكل تشكل نظام هرمي، ويمكن قياس نشاطها غير الخطية من خلال الإنتروبيا 8 . على سبيل المثال، يمكن للرشقات العصبية في هياكل الدماغ أعلى ترتيب تؤثر على إيقاع القلب 9 .في الحالات السريرية، اضطرابات الدماغ مثل نوبات الصرع تعطل إيقاع القلب 10 . وتشير أبحاث علم الأعصاب أيضا إلى تفاعل وثيق بين القلب والدماغ 11 .
إحدى الصعوبات في فحص العلاقة بين إشارات الدماغ والقلب هي أنها مختلفة تماما في محتوى الإشارة والمقياس الزمني. وبالتالي، فإن التحدي الرئيسي هو تحديد مقياس مشترك لا ينطبق فقط على كل من الدماغ والقلب إشارات، ولكن أيضا ذات مغزى للتفسير في سياق التنسيق العقل والجسم. في هذه الورقة، نقترح استخدام الانتروبيا المويجة للكشف عن التنسيق الممكن بين المخالفات في الدماغ والقلب الأنشطة من خلال ربط الإنتروبيا من إيغ وإشارات نبض القلب، والتي يمكن بعد ذلك يتم تقييمها عن طريق تجربة مبسر.
لأن مبسر ينطوي على ممارسة الذهن في كل من الجسم والعقل، ونحن نفترض أن مبسر التفكير مدرك بيأرأكتيس قد تؤثر ليس فقط نشاط الدماغ، ولكن أيضا ضربات القلب. الدراسات السابقة بحثت أساسا تأثير التدريب الذهن و / أو الممارسة على الدماغ أو القلب بشكل منفصل، واستنادا إلى جوانب مختلفة؛ فإن التغيرات المتزامنة في هذين النظامين المتصلين ارتباطا وثيقا لا تزال غير مستكشفة إلى حد كبير. فقط عدد قليل من الدراسات ذكرت تنسيق أفضل من الجسم والعقل بعد الذهن التدريب 12 . وباستخدام المنهجية المقترحة، أظهرت نتائج الدراسة ودراسة سابقة 13 أن التدريب الذهن مبسر قد يزيد من التنسيق بين الجسم والعقل من حيث أنشطتهم الفوضوية، والتي قد تقدم نظرة ثاقبة جديدة لتأثير التدريب الذهن على المركزية والطرفية الجهاز العصبي.
توفر هذه الدراسة إيغ أدلة ملموسة على أنه، بالمقارنة مع الراحة العادية، مبسر التفكير مدرك يعزز موجات ألفا في الفص الجبهي والقذالي. وهذا يتماشى مع غالبية التقارير عن زيادة موجات ألفا أثناء التأمل، وخاصة في المبتدئين 21 . موجات ألفا تشير عادة إلى حالة من الإثارة واليقظة والتحرر من أي مهمة محددة. هذه الحالة العقلية هي واحدة من أهداف التأمل. وهذا هو، والحفاظ على العقل نظيفة وحادة، وخالية من أي رحلات من الهوى أو من النوم. كما يمكن أن تؤدي زيادة متزامنة موجة ألفا أثناء ممارسة مبسر إلى تعزيز التنسيق بين العقل والجسم 22 .
الأنشطة الإلكترونية لعدد كبير من الخلايا العصبية في الدماغ تشكل نظام الهرمي غير الخطية، وعدم انتظامها يمكن أن تقاس بشكل جيد من قبل الإنتروبيا 8 . لقد وجدنا أنه خلال الممارسة مبسر، وعدم انتظام الدماغ إليكترانخفضت أنشطة أونيك عبر جزء كبير من إيغ فروة الرأس، وخاصة في القطب الأمامي والمناطق الدماغية القذالي الثنائي. وأظهر تحليل مصدر آخر من الإنتروبيا المويجة أن عدم انتظام الأنشطة القذالي و بريسونيوس تم تخفيض خلال ممارسة مبسر. وتشمل المناطق الأخرى المعنية الحزامية الوسطى الوسطى والفص الصدغي العلوي. وهذا يتماشى مع دراسة أخرى تشير إلى أن المادة الرمادية تزداد في بريكونيوس بعد التدريب مبسر 23 . المتقدمين التأمل المتقدم عادة ما يكون أعلى باريتو-أوبيتبيتال إيغ موجات غاما خلال غير السريعة حركة العين النوم 1 . إحدى السمات الهامة للتدريب مبسر هو أن يكون عدم الحكم من العقل / الدماغ تدفق المعلومات. وهذا قد يقلل من عدم انتظام أنشطة الدماغ. لأن مصدر المعلومات الرئيسي في الدماغ هو القشرة البصرية، فمن المعقول أن المناطق الدماغية ذات الصلة البصرية أكثر تأثرا بممارسة مبسر من هي منطقة أخرىنانو ثانية. وهذا يتيح للعقل لتصبح أقل استجابة للمعلومات غير ذات الصلة، وإيلاء المزيد من الاهتمام للتنفس مدروس.
أظهر تحليل الانتروبيا المويجة عدم انتظام أقل في القلب أثناء التنفس الذهن بالمقارنة مع حالة الراحة الطبيعية، مما يعني وجود توازن أكثر دقة في الجهاز العصبي اللاإرادي بسبب التفاعلات التي لا تتزعزع نسبيا بين نغمات السمبتاوية و الودي. قد يؤثر التنبه في التفكير أيضا على القلب لأن الرئة أفيرنتس الحسية ترسل إسقاطات المثبطة إلى الخلايا العصبية الحركية المبهم القلب في منتصف الدماغ، والتي تمنع القلب عن طريق العصب المبهم 24 . التفاعل بوساطة القلب التنفسي هو بوساطة الدماغ و نظام الحوفي في الدماغ 25 . وبالنظر إلى الصلة بين الجهاز العصبي المركزي والنشاط القلبي، فمن المعقول أنه من خلال تدريب العقل، مبسر أو غيرها من الممارسات التأمل يمكن أيضا أن تؤثر على وظائف الجسم الأخرى، مثلإعادة تعيين حساسية باروريفلكس، وتحسين كفاءة تبادل الغاز في الرئتين، وتحقيق التوازن بين الجهاز العصبي اللاإرادي 26 .
يتم التأكيد على اتصال العقل والجسم في العديد من التقاليد الشرقية. في هذا الصدد، توفر دراستنا الدليل الموضوعي الأول من حيث الانتروبيا. وأصبحت مخالفات أنشطة الدماغ والقلب أكثر تنسيقا خلال ممارسة مبسر، وكان التنسيق الأكبر في المناطق الحسية الجسدية الثنائية. هذه المنطقة هي المسؤولة مباشرة عن المدخلات والحسية الحسية في الجسم، وهذا زيادة التنسيق يعني زيادة الوعي الجسم أثناء ممارسة مبسر. تم العثور على التدريب الذهن لزيادة أنشطة المناطق فيسيروسوسوماتيك في دراسة التصوير بالرنين المغناطيسي وظيفية، والتي لديها قرار مكاني أفضل من إيغ 27 . نتائجنا تشير إلى أن الدماغ والقلب قد تصبح أكثر إنترايند خلال ممارسة مبسر، وتفريغ الانتروبيا لا لزوم لها في النظام <s أوب كلاس = "كريف"> 28. لأن يتم تنظيم ضربات القلب من قبل الجهاز العصبي اللاإرادي، حيث يتم التضمين لهجة اللاإرادي من خلال التفاعلات بين العقدة. العقدة الصينية الأذينية. الأعصاب المبهم. وهياكل الدماغ أعلى ترتيب، مثل النخاع المستطيل، إنسولا، والنظام الحوفي، قد تصبح النظم العصبية اللاإرادي والجهاز المركزي أكثر تنسيقا أثناء ممارسة مبسر.
واحدة من الخطوات الهامة في دراسة مثل بلدنا هو اختيار مؤشر الانتروبي الصحيح لقياس عدم انتظام إيغ و إسغ. على عكس رينو مادفي وآخرون ، الذين استخدموا الإنتروبيا التقريبي 29 ، اخترنا استخدام الانتروبيا المويجة للتركيز على التعقيد بين الطاقات في مختلف المقاييس. لأن الأنشطة الإلكترونية الدماغ تنشأ من عدد كبير من الخلايا العصبية التي لها خصائص مختلفة في مختلف المقاييس والأطياف، وينبغي أن يكون الإنتروبيا المويجات أكثر ملاءمة لقياس عدم انتظام إيغ> 30. وبالمثل، لديه هارتريت لحظية أيضا ميزات مختلفة تحت جداول زمنية مختلفة، لذلك فمن المعقول لتطبيق الإنتروبيا المويجات إلى تخطيط القلب 31 . وعلاوة على ذلك، الكون شانون والإنتروبيا التقريبي حساسة لتردد أخذ العينات، والتقريب الكون يتطلب فترات حسابية كبيرة التي تزيد أضعافا مضاعفة مع طول البيانات، وهذا بالإضافة إلى حساب في مساحة المصدر.
وهناك عدة قيود على الدراسة الحالية جديرة بالذكر. أولا، القرار المكاني من إيغ فروة الرأس ضعيفة نسبيا، على الرغم من قرارها الزماني العالي. لمعالجة هذا، تم تطبيق تحليل المصدر في دراستنا. إعادة بناء مصدر التخطيط الدماغي هو مشكلة سيئة طرح، وهناك نهج بديل هو أن يكون أوليات مكانية من الوظائف السابقة التصوير بالرنين المغناطيسي (فمري) الدراسات، والتي يمكن أن تساعد على تحسين دقة إعادة الإعمار 32 ، 33 . وثمة قيد آخر هو tتم تقييم التنسيق بين أنشطة الدماغ والقلب بين المواضيع؛ يتم ترك التنسيق داخل الموضوع للدراسات المستقبلية. بالإضافة إلى ذلك، لا يتم اشتقاق الانتروبيا من إسغ مباشرة من إشارة تخطيط القلب، ولكن بدلا من الفاصل الزمني هيرتريت، وذلك لأن اتساع إسغ يمكن أن تتأثر إلى حد كبير من موقف القطب ومقاومة الجلد، وبالتالي لا يمكن مقارنتها بين الموضوعات.
أجريت الدراسات السابقة عادة تحليل الطيف للإشارة إيغ، ورفض عدم انتظام في التخطيط الدماغي كضوضاء. في المقابل، نقترح استخدام الإنتروبيا المويجة كمؤشر أكثر حساسية لقياس الأنشطة الإلكترونية الفوضوية للدماغ باعتبارها انعكاسا لحالة العقل. وتوفر المنهجية المقترحة دليلا موضوعيا على الافتراض التقليدي بأن العقل والقلب أكثر تنسيقا أثناء التأمل.
لأن الإنتروبيا المويجة يمكن رصد التأمل الدولة بحساسية جدا، فإنه يمكن استخدامها في تريني العقليةنغ، تماما كما يستخدم الإنتروبي في الممارسة السريرية لقياس مستوى التخدير أثناء الجراحة. وباستخدام فهرس مشابه للإنتروبيا المويجة، يمكن استخدام أجهزة إيغ اللاسلكية لمراقبة مريحة لممارسة التأمل اليومية للأفراد أو التدريب العقلي الآخر لأغراض تعليمية. ومع ذلك، لأن إيغ لاسلكية يمكن عادة فقط قياس مستقر القنوات في الجبهة، ونحن بحاجة لاستكشاف ما إذا كانت هذه القنوات حساسة بما فيه الكفاية لرصد حالة ذهنية.
الخطوات الحاسمة لهذا الإجراء تشمل الحفاظ على مقاومة الجلد لكل القطب منخفضة للحصول على جودة إشارة أفضل وأقل ضوضاء. بشكل مناسب وبشكل صحيح إجراء التدريب مبسر؛ وضمان جيدة، وعدم التعب الدولة الذهنية قبل التجربة، والتأمل يتطلب طاقة كبيرة، اختيار مؤشر الإنتروبي السليم (المويجة إنتروبي)؛ والتعرف على تحليل مصدر سيم لبيانات التخطيط الدماغي.
The authors have nothing to disclose.
وقد تم دعم هذه الدراسة من قبل صندوق سف-201209176152 في جامعة هونغ كونغ. نشكر الدكتور هيلين ما لتدريس الدورة وتجنيد المشاركين مبسر.
Synamps 2/RT 128-channel EEG/EP/ERP | Compumedics NeuroScan | Model 8050 | Amplifiers and EEG acquisition |
Quik-CapEEG 128 electrodes | Compumedics NeuroScan | EEG caps | |
Quik-Gel | Compumedics NeuroScan | conductive electrode gel | |
EEGLAB | Swartz Center for Computational Neuroscience | EEG analysis software | |
Matlab R2011a | MathWorks | EEGLAB is based on Matlab | |
SPM | Wellcome Trust Centre for Neuroimaging | EEG source analysis software |